天线辐射特性测试场地的影响

任何研制和生产的天线通常都需要经过实际测量后方可使用。天线主要有两方面特性：电路特性（输入阻抗、效率、频带宽度和匹配程度等）和辐射特性（方向图、增益、极化和相位等）。测量天线电路特性时，只要天线辐射基本不受阻碍，周围物体反射影响不严重即可；而测试天线辐射特性时应当考虑测试场地的影响，也就是测试场地的大小和地面及周围物体的影响。

理想的天线测试场应为均匀平面波照射待测天线，实际的测试场可能存在着以下测量误差因素：

①收发天线间的感应耦合；

②收发天线间的多次辐射耦合；

③照射波的相位曲率；

④照射波的幅度锥削度；

⑤由地面反射波引起的干扰；

⑥由寄生辐射源引起的干扰。

（1）收、发天线中一副为弱方向性天线，一副为强方向性天线时，rmin的确定

电尺寸较小的弱方向性辅助源天线S所辐射的电磁波可视为球而波，经距离r到达口径最大尺寸为D的待测接收天线时，其中心O点与边缘A点的射线之间的行程差为Δr，由图中几何关系得：

当r≫Δr、D≥Δr时，可忽略，故得：(www.xing528.com)

由式（10-1）可知，Δr→0，r→∞，这意味着要达到均匀平面波照射待测天线口径所要求的测试距离为无穷大，这当然是不现实的，因此人们往往根据测试精度的要求，规定一个允许的行程差Δr，例如Δr=λ/16，这表明待测接收天线口径中心O点与边缘A点之间的允许相差为Δφ=kΔr=π/8，这里k是相位常数。于是由式（10-1）所得到的最小测试距离：

若允许行程差，则由式（10-1）得

实践表明，一般选取Δr=λ/16时，所测得的天线方向图已有足够精度，这是因为一方面它满足了远场条件，另一方面照射接收天线口径的场强已比较均匀。

（2）收、发天线均为强方向性时，rmin的确定

设辅助源天线口径为D，待测天线口径为D，它们均为强方向性天线。其中2θ0为辅助源天线的波瓣宽度，ψ为其相位中心对待测天线口径所张的角，通常近似为ψ≤2θ0.5不同N值时，最小距离和待测天线口径接收功率的最大变化关系。

（3）收、发天线均为弱方向性时，rmin的确定

这种情况只要天线在远区辐射场中进行测试就已满足均匀平面波前照射待测天线口径的要求了。感应场正比于（λ/2πr）2，因此当r=λ时，感应场已比辐射场低16分贝，其影响可忽略。故最小测试距离可视天线口径最大尺寸D的大小由下式选定。

总的来说，收、发天线距离rmin的选择主要根据待测天线口径功率分布要均匀，相位分布要接近平面波的要求等条件而定。

通常把rmin≤2D2/λ称为辐射近场区域，把r≥2D2/λ称为辐射远场区域，把r≤λ/2π称为感应场区域。另外天线之间存在多次耦合也会引起测量误差，故在实际测试中距离常选取r＞rmin。